Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2018/19
Institution Odense Katedralskole
Fag og niveau Fysik B
Lærer(e) Christian Frickmann Rohde
Hold 2019 Fy/for (1k Fy/for)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 INTRODUKTION
Titel 2 ENERGI
Titel 3 BØLGER
Titel 4 ASTRONOMI OG KOSMOLOGI
Titel 5 ELEKTRISKE KREDSLØB
Titel 6 ATOM- OG KERNEFYSIK
Titel 7 BEVÆGELSE
Titel 8 TRYK OG OPDRIFT
Titel 9 PROJEKT OG EKSAMENSFORBEREDELSE

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 INTRODUKTION

Gymnasialt suppleringskursus (GSK) "C→B" afviklet over 27 aftener i perioden 4/3-25/4 2019.

Anvendte grundbøger:
M. Egholm, D. Pedersen og M.S. Sørensen, I-Fysik C, 3. udg., Gyldendal 2016
D.T. Pedersen og C.F. Rohde, I-Fysik C-B, 2. udg., Gyldendal 2016
https://gyldendal-uddannelse.dk/

De anvendte grundbøger indeholder bl.a. quizzer, animationer og interaktive øvelser. Endvidere præsenterer bøgerne argumenter/udledninger, når det er muligt og hensigtsmæssigt, og disse har været gennemgået i undervisningen, medmindre andet fremgår nedenfor.

Desuden indeholder bøgerne øvelsesvejledninger, som er benyttet i kurset. Bøgerne kan ikke downloades og skal derfor være tilgængelige under eksamen.

Øvrigt udleveret materiale:
24 arbejdsark
7 valgfrie noter (tilbud til kursister, ikke gennemgået)
Se desuden beskrivelse af de gennemførte forløb

Benyttet software:
Kursisterne har installeret og benyttet LoggerPro. Kursisterne har desuden benyttet allerede kendte CAS-programmer.

Evaluering m.m.:
Kursisterne har arbejdet med journaler til de udførte eksperimenter. Desuden er der udarbejdet tre rapporter om hhv. elektriske kredsløb, ioniserende stråling og bevægelse. Undervisningen har været evalueret mundtligt og skriftligt (anonymt på Google Forms og anonymt på Padlet)
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 2,95 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 ENERGI

Materiale:
I-Fysik C, afsnit 1.1-1.7

Stikord:
Forløbet repeterer og udbygger emnet energi fra C-niveau.
Introduktion. Energi repetition: energi, effekt, nyttevirkning. Energiformer: elektrisk, termisk, mekanisk. Varme: mikroskopisk og makroskopisk. Varmetransport.

Eksperimentelt:
C101: Effekten af et husholdningsapparat
C103: Specifik varmekapacitet af messing
C105: Nyttevirkningen af en elkedel
C108: Vands fordampningsvarme
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5,9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 BØLGER

Materiale:
I-Fysik C, afsnit 2.1-2.7 og 3.1-3.5 og 3.7-3.8

Stikord:
Forløbet repeterer og udbygger emnet bølger fra C-niveau.
Lyd som bølgefænomen, herunder interferens og stående bølger. Dopplereffekt.
Lys som partikel og bølge, herunder det elektromagnetiske spektrum, fotonenergi, fotoelektrisk effekt og det optiske gitter (med gitterligningen).
Lys som bølgefænomen, herunder spejling og brydning

Eksperimentelt:
C202: Farten af bølger på en streng
C203: Farten af bølgerne i et åbent rør
C301: Bølgelængden af lyset fra en laser
C304: Tykkelsen af et hår
C305: Måling af brydningsindeks

Øvrigt
Simulering: Bølgeinterferens, lyd, https://phet.colorado.edu/da/simulation/wave-interference
Simulering: stående strengbølger, https://phet.colorado.edu/en/simulation/wave-on-a-string
Simulering: fotoelektrisk effekt, https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/photoelectric
Kortfilm: Dr Quantum - Double Slit Experiment, https://www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 ASTRONOMI OG KOSMOLOGI

Materiale:
I-Fysik C, afsnit 4.1-4.7
Note, supplement til afsnit 4.5 og 4.6

Stikord:
Forløbet repeterer og udbygger emnet bølger fra C-niveau.
Den nære astronomi: solsystemet
Mælkevejen. Større strukturer i Universet. Introduktion til kosmologi, herunder Hubbles lov og det kosmologiske princip. Big Bang.
Historiske verdensbilleder (læst kursorisk)
Afstandsbestemmelse (størrelsesklasser og Cepheider). Rødforskydning: flugtfart og afstand
Wiens forskydningslov, kosmisk baggrundsstråling, Planck kurver (i note)
Dværge og kæmper, supernovaer, neutronstjerner, sorte huller.

Øvrigt:
Film: Universets første lys, https://www.youtube.com/watch?v=Ty9am6DYLnA
Film (valgfri): Jens Hjorth - Kosmiske guldminer, https://www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5,9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 ELEKTRISKE KREDSLØB

Materiale:
I-Fysik CB, afsnit 1.1-1.7
Fysikportalen, Gyldendal Uddannelse: afsnit om Arduino

Stikord:
Ladning, strømstyrke, spændingsfald, resistans, karakteristikker, resistorer, Ohms lov.
Effekt, Joules lov, resistorkoblinger (serie og parallel)
Spændingskilder, batteriet (den lineære spændingskilde), resistivitet
Elforsyning
Arduino (styret læringsforløb, afsluttet med at kursister skulle kombinere viden om styring af LED’er med viden om bevægelsessensorer samt udforske muligheder og begrænsninger)

Eksperimentelt:
CB101: Karakteristikker (for resistor)
CB102: Joules lov
CB104: Karakteristik af batteri
CB105: Resistivitet

Øvrigt:
Link: https://energinet.dk/
Simulering: statisk elektricitet, https://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons-and-static-electricity
Simulering: statisk elektricitet, https://phet.colorado.edu/en/simulation/john-travoltage
Simulering: Coulomb kraft, https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_en.html
Simulering: Ohms lov, https://phet.colorado.edu/en/simulation/ohms-law
Simulering: Kredsløbsbyggesæt, https://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12,9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 ATOM- OG KERNEFYSIK

Materiale:
I-Fysik CB, afsnit 2.1-2.6 og 3.1-3.7 (til og med s. 261)

Stikord:
Bohrs atommodel: postulater, energiniveauer, emission og absorption, Rydberg formlen, spektralserier.

Kernen: nukleoner og isotoper, A/Z/N, isotoper, kvarkmodel, kræfter i kernen, kernekortet.

Kerneomdannelser: henfaldsskema, enheden u, masse-energi-ækvivalens, bevarede størrelser, Q-værdi (vha. masseændring)

Energifrigivelse: massedefekt, bindingsenergi, Q-værdi (vha. bindingsenergi), fission og fusion.

Grundstoffernes historie: H og He, 2<A<57, A>56, interstellart støv som byggemateriale.

Standardmodellen for partikler og kræfter: fundamentale kræfter (EM-kraft, stærk kernekraft, svag kernekraft, gravitation), leptoner (fx elektron og neutrino), baryoner (fx proton og neutron), antipartikler og antistof, annihilation og pardannelse, bosoner (fx fotonen og W+).

Ioniserende stråling: kilder. Radioaktive henfald: 8 henfaldstyper (oversigt), datterkerne i exciteret tilstand.

Henfaldstyper (med udtryk for Q-værdi eller separationsenergi): alpha-henfald, beta-henfald (minus og plus), gamma-henfald, E.C., p-emission, n-emission, s.f. (spontan fission), induceret fission.

Henfaldsloven og aktivitet: Opstilling af model, simulering vha. terningekast. Løsning: henfaldsloven. Halveringstid. Forskellige måder at udtrykke henfaldsloven (opg.). Levetid. Aktivitet. Gennemsnitlig aktivitet. Henfaldskæder.

Måling af ioniserende stråling: GM-røret, tælletal, baggrund, korrigerede tælletal a_k(t), usikkerhed, relativ usikkerhed, usikkerhedsfaner.

Beskyttelse mod stråling: Halveringstykkelse, svækkelsesloven, afstandskvadratloven.

Anvendelser: Forskellige dosisbegreber, dosishastighed, datering med C-14.

Eksperimentelt:
CB201: Spektrallinjer (digitalt spektrofotometer)
CB202: Spektrallinjer (goniometer). Fælles, kursister så linjerne på skift
CB Aktivitet 3.1 (simulering ved terningekast, fælles)
CB301: Halveringstid (fælles forsøg)
CB302: Afstandskvadratloven (fælles forsøg)
CB303: Halveringstykkelse

Øvrigt:
Kortfilm: Massedefekt, https://www.youtube.com/watch?v=Fj5zpfq5JBI
Kortfilm: Bindingsenergi, https://www.youtube.com/watch?v=9rbrjzdvtS8
Kortfilm: Q-værdi, https://www.youtube.com/watch?v=00YhemAqSSE
Kortfilm: The Sun - Crash Course Astronomy #10, https://www.youtube.com/watch?v=b22HKFMIfWo&index=10&list=PL8dPuuaLjXtPAJr1ysd5yGIyiSFuh0mIL,
Kortfilm: Low Mass Stars - Crash Course Astronomy #29, https://www.youtube.com/watch?v=jfvMtCHv1q4
Kortfilm: High Mass Stars - Crash Course Astronomy #31, https://www.youtube.com/watch?v=PWx9DurgPn8
Kortfilm: Building Blocks of Matter, https://www.theguardian.com/science/video/2011/mar/18/brian-cox-building-blocks-matter
Kortfilm: Forces of Nature, https://www.theguardian.com/science/video/2011/mar/04/brian-cox-forces-nature-video
Kortfilm: The Most Radioactive Places on Earth, https://www.youtube.com/watch?v=TRL7o2kPqw0
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 19,9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 7 BEVÆGELSE

Materiale:
I-Fysik CB, afsnit 4.1-4.7 og 5.1-5.6

Stikord:
Sted, hastighed, fart, acceleration. Gennemsnits- og øjebliksværdier. Konstant hastighed. Konstant acceleration.

2-dimensionel bevægelse. Vandret kast og skråt kast. Jævn cirkelbevægelse.

Kræfter og Newtons love. Gnidning (Coulombs gnidningslov). Fjedre og Hookes lov. Modstand: luft og væske (Stokes lov).

Kraft, arbejde og effekt. To dimensioner, bl.a. bevægelse på skråplan.

Matematiske værktøjer: Integraler og vektorer (henvendt til kursister med afsluttet matematik A).

Eksperimentelt:
CB401: Fart og acceleration (videoanalyse)
CB402: Frit fald
CB403: Hoppende bold
CB404: Skråt kast
CB405: Tyngdeaccelerationen på Månen
CB501: Tyngdeaccelerationen (med lodder)
CB502: Gnidningskoefficienten
CB503: Fjederkonstanten
CB505: Formfaktoren

Øvrigt:
Kortfilm: Videoanalyse med Logger Pro, https://www.youtube.com/watch?v=YftDZo2pVqs
Simulering: Projectile Motion, https://phet.colorado.edu/sims/html/projectile-motion/latest/projectile-motion_en.html
Simulering: Forces and Motion: Basics, https://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-and-motion-basics
Simulering: Gravity Force Lab, https://phet.colorado.edu/en/simulation/gravity-force-lab
Simulering: Friction, https://phet.colorado.edu/en/simulation/friction
Simulering: Hooke's Law, https://phet.colorado.edu/en/simulation/hookes-law
Simulering: Projectile Motion, https://phet.colorado.edu/en/simulation/projectile-motion
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18,79 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 8 TRYK OG OPDRIFT

Materiale:
I-Fysik CB, afsnit 6.1-6.3

Stikord:
Begrebet tryk, og forskellige enheder.
Tryk i væske, lineær model (tryk som funktion af dybde).
Opdrift. Achimedes lov, udtryk for opdrift, betydning af densitet.

Eksperimentelt:
CB601: Tryk i væske
CB602: Opdrift i væske

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 2,95 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 9 PROJEKT OG EKSAMENSFORBEREDELSE

Eksperimentelt projekt:
Kursisterne kunne vælge mellem fire projekter med forskellige grader af åbenhed: Elastikker, Usikkerhed (objekt- og apparatusikkerhed), Linser og briller, Nyttevirkning.
Til projekterne blev der udarbejdet postere.

Eksamensforberedelse:
Der blev arbejdet med udkast til eksamensspørgsmål. Forløbet af eksamen samt bedømmelseskriterier blev beskrevet. Der blev afholdt en "prøveeksamen".
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer